Biotehnoloģijas industrija izmanto restrikcijas enzīmus, lai DNS kartētu, kā arī sagrieztu un salīmētu to izmantošanai gēnu inženierijā. Atrasts baktērijās, restrikcijas ferments atpazīst un piestiprina noteiktu DNS secību, un pēc tam saasina dubultās spirāles mugurkaulu. Nevienmērīgos vai “lipīgos” galus, kas rodas iegriezuma rezultātā, atkal savieno ligāzes ferments, ziņo Dolan DNS mācību centrs. Ierobežojošie enzīmi ir noveduši pie ievērojama progresa biotehnoloģijā.
Agrā vēsture
Saskaņā ar Access Excellence teikto, zinātnieki Verners Arbors un Stjuarts Lins identificēja divus fermentus, kas novērsa vīrusu augšanu E. koli baktērijas 1960. gados. Viņi atklāja, ka viens no fermentiem, ko sauc par “restrikcijas nukleāzi”, sagriež DNS dažādos punktos visā DNS virknes garumā. Tomēr šis ferments atdalīja molekulu nejaušās vietās. Biotehnologiem bija vajadzīgs rīks, kas varētu konsekventi samazināt DNS mērķa vietās.
Izrāviena atklājums
1968. gadā H.O. Smits, K.W. Vilkokss un T. Dž. Kellija izolēja pirmo restrikcijas enzīmu HindII atkārtoti sagrieztas DNS molekulas noteiktā vietā - secības centrā - pie Džona Hopkinsa Universitāte. Kopš tā laika no 230 baktēriju celmiem ir identificēti vairāk nekā 900 restrikcijas enzīmi, norāda Access Excellence.
DNS kartēšana
DNS genomus var kartēt, izmantojot restrikcijas enzīmus, teikts Medicine Encyclopedia. Pārliecinoties par enzīmu restrikcijas punktu secību genomā - tas ir, vietām, kur enzīms piesaistīsies - zinātnieki var analizēt DNS. Šis paņēmiens, kas pazīstams kā Restriction Fragment Length Polymorphism, var būt noderīgs, veidojot DNS, it īpaši, ja jāpārbauda nozieguma vietas DNS fragmenta identitāte.
Rekombinantās DNS ģenerēšana
Ierobežojošo enzīmu izmantošana ir kritiska rekombinantās DNS veidošanā, kas ir divu nesaistītu organismu DNS fragmentu adīšana. Vairumā gadījumu plazmīdu (baktēriju DNS) apvieno ar gēnu no otrā organisma. Procesa laikā restrikcijas fermenti sagremos vai sagriezīs DNS gan no baktērijām, gan no cita organisma, kā rezultātā iegūs DNS fragmentus ar saderīgiem galiem, ziņo Medicine Encyclopedia. Pēc tam šie gali tiek ielīmēti kopā, izmantojot citu fermentu vai ligāzi.
Ierobežojošo enzīmu veidi
Saskaņā ar Strathclyde universitāti Glāzgovā ir trīs galvenie restrikcijas enzīmu veidi. I tips izšķir noteiktu secību gar DNS molekulu, bet nošķir tikai vienu dubultās spirāles virkni. Griezuma vietā tas izstaro arī nukleotīdus. Lai pārgrieztu otro DNS virkni, jāseko citam fermentam. II tips atpazīst noteiktu secību un sagriež abus DNS pavedienus tuvu mērķa vietnei vai tās iekšpusē. III tips sagriež abus DNS pavedienus iepriekš noteiktā attālumā no atpazīšanas vietas.